水 草 研 会 報 N（i 38 ( 1 9 8 9)

ヨシの地上部と地下部における無機成分の分布

渡辺義人•桜井善雄

(信州大学繊維学部）

D istributions of Inorganic Com ponents am ong Shoot, Rhizome

and R oot of Reed, Phragmites communis T rin.

Yoshito WATANABE and Yoshio SAKUHAI

Laboratory of Environmental Chemistry, Fac. of Textile Sci. and Technol.,

Shinshu Univ., Ueda, Japan.

【Synopsis】 The d is tr ib u tio n in the amounts of inorganic components among shoot, rhizome and root of reed ( Phragmites communis Trin・ ) was investigated ・ Plants were cultured in pots, from May to Septem ber,1988, with four kinds of so il, farm so il , fine sand, coarse sand and small gravel・ Among major elements, the d is tr ib u tio n ra tio s of N and P were in the following order : for N , shoot > root > rhizome, for P , rhizome > shoot > root. K d is trib u ted almost uniformly among three organs. The d is trib u tio n ra tio s of Ca and Mg in shoot were 70 and 60 % respectively , being considerably higher values than those in underground organs. The d is trib u tio n ra tio s of trace elements except Zn were higher in the underground organs than in shoot. Especially, F e and A 1 d is trib u ted remarkably in the roots in the range of 60〜80 The ra tio s of Mn, Zn and Cu in shootwere the range of 30〜50 %. These re su lts suggest th a t each inorganic component is d is trib u ted among organs of reed plant in c h a rac te ris tic mode, and tha t the d is tr ib u tio n p a tte rs for a p a rticu la r component is hardly changed by the d if fe r ences in plant growth ra te caused by so il condition・

はじめに

湖沼水草帯の物質循環過程における諸元素のプールと

してのヨシの役割は、一般にその現存量が大きいだけに

極めて重要である。 しかし、 これまでに行われてきたヨ

シの現存量調査の多くは地上部を対象としたものであり、

地下茎や根を含めた例は、 それらの採取法の難しさもあ

ってほとんどない。従って、 これまでに報告されている

N、 P などのヨシの成分の現存量は地上部についてのも

のである。年間に成長するヨシの地下部の器官のバイオ

マス量は地上部のそれに匹敵すると(/、われているだけに、

物質のプールとしてのヨシの役割を明らかにする上で、

地下茎や根についても各物質の現存量に関する知見が求

められるところである。

本研究は上記のことを念頭において、ポット栽培した

ヨシを対象に、 N、 P や重金属など10種類の成分が、地

上部、地下茎、根 の 3器官にどのような割合で分布して

いるかを検討したものである。

材料および方法

本実験に用いたヨシは桜井ら （ 1989)がヨシの植栽地

の土壌条件を検討するためにポット栽培したものである。

すなわち、小礫、細砂、粗砂、畑土のそれぞれ粒子の大

きさが異なる4 種類の土を深さ約30cmのプラスチックコ

ンテナーに入れて、 ヨシを植付け、 9 月の中旬から下旬

にかけて採取したものである。

採取したヨシは器官別にわけ、地下茎および根は十分

に水洗したのち、風乾後、さらに熱風乾燥機にて乾燥し、

アルミナ製ボールミルにて粉末にし分析に供した0

各成分の化学分析は下記の方法にしたがった。

N : ケールダール法.

P, Ca, Mg, Fe, A l,Zn, Cu, M n :硝酸、 過塩素酸

で分解，IC P発光分光法.

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K : 硝酸、過塩素酸で分解、原子吸光法. 表 1.ヨシの各部位における主成分含量

結果と考察土 壌 部 位 N P K Ca Mg

1 . ヨシの各部位における無機成分含量 % % % % %

表丨、表 2 はヨシの各部位における無機成 畑土

分含量を示したものである。いずれも栽培に地上部 1.18 0 .12 1.29 0.399 0.150

用いた土壌区毎にまとめてある。なお、地上地下茎 0.47 0 .19 1.97 0.154 0.053

部の成長量を1本当りの乾重量で比較すると、 根 1.15 0 .17 2.00 0.710 0.124

畑土と細砂はほぼ同じ程度であるが、粗砂、細砂

小礫と土壌粒子の粒径が大きくなるにしたが地上部 0.63 0.08 1.25 0.362 0.169

って成長は悪くなっている。地下茎 0.44 0 .11 1.82 0.066 0.061

表 1の主成分含量についてみると、 Nはい 根 0.60 0 .12 2.43 0. 298 0.174

ずれの土壌区でも地上部が最も高く、根、地粗砂

下茎の順に低くなる傾向にある。なお、畑地地上部 0.60 0.08 1.02 0.356 0.129

土壌のヨシの地上部と根のN含量が高V、の は 、 地下茎 0.35 0 .12 1.70 0.056 0.052

施肥により畑地土壌のN含量が他の土壌に比 根 0.49 0 .11 2.74 0.196 0.145

ベてかなり高かったことを示唆している。 P 小礫

は N と異なりむしろ地下部に高く、特に地下 地上部 0.60 0.08 1.29 0.426 0.203

茎が比較的高いのが特徴である。なお、 これ地下茎 0. 36 0 .11 2.16 0.044 0.045

らN、 P の地上部の含量のレベルを琵琶湖な 根 0. 38 0 .10 2.97 0.207 0.121

ど自然水域のヨシの最大成長期におけるN、

P 含 量 （渡辺ら]9 8 8 )と比較すると、 Nで20表 2. ョシの各部位における微量成分含量

浴ほど低く、 P はほぼ同じレベルである。 K

は根が最も高く次いで地下茎、地上部の順で 土 壌 部 位 A1 Fe Mn Zn Cuある。C aは畑地土壌区を除くと地上部が最 ppm ppm PPm ppm ppmも咼く、根、地下茎の順である。畑地土壌区 畑土

の根が他の土壌区よりも際立って高いのは、 地上部 583 356 239 42.6 14.6N と同様施肥の影響によるものと思われる。 地下茎 3480 2870 166 28.0 12.1因みに渡辺ら （ 1987)が調べた琵琶湖と霞ヶ浦 根 14650 13300 517 46.0 58.8のヨシの根のC a含 量 は 0. 2 ~ 0. 3 劣の範囲 細砂である。 地上部 629 419 300 39.0 12.3

表 2 は微量成分含量である。 この表に挙げ 地下茎 1280 1750 130 29.2 12.1た 5 種類の成分はいずれも共通して根が最も

根 4730 19400 805 55.7 16.5高い。このうちA1とFeの含量は極めて高く、

粗砂

小礫区を除くと地上部の含量と比較して5 〜 地上部 471 318 240 23.4 13.050倍のレベルである。 これはA1とF eが土壌 地下茎 486 1550 144 25.1 8.6の主成分であることに起因するが、小礫区で

根 2670 10903 904 65.0 16.9はこれらの主成分が多く含まれる土壌粒子が

小礫

極めて少ないので他の土壌区ほど高くない。地上部 565 428 120 41.9 12.2

A1とF eは小礫区を除くと地下茎が2 番目に地下茎 296 324 50 18.4 9.8

高い値を示しているが、Mn, Zn， Cuの 3 成根 731 1280 186 66.9 17.0

XV/斗 /斗 K 2 V \ 1-立!？ヽ Wi

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水 草 研 会 報 Na 38 ( 1 9 8 9)

図 1 . ヨシの各部位における乾物の分布割合

下茎の順になっている。

2 . ヨシの各部位における乾物と主成分の分布

図 1はヨシの全植物体の乾物量を100涔として、土壌

区毎に各部位における乾物の分布割合を示したものであ

る。 これからもわかるように、 ヨシの生育状況が異なっ

ても、部位間の乾物の分布割合はほとんど変わらず、そ

の平均値はおよそ地上部で47洛、地下茎33%、根20涔で

あり、地下部が全体の53%を占めている。以下に報告す

るヨシの部位における各無機成分の量的分布は、この乾

物の分布割合と表 1 と表2 に示した各無機成分含量の平

均値から算出して求めたものである。

図 2 は主成分のうち、N, P, K の 3成分について図 1

と同様に各部位への分布割合を示したものである。先ず

3 成分について全般的にみると、乾物の場合と同じよう

にヨシの生育状況の良否にかかわらずそれぞれの成分に

特徴的な分布傾向を示していることがわかる。 Nは地上

部の方が若干多く、また地下部では、地下茎と根の分布

割合はほぼ同じ程度である。 P は N とは逆に、地下部の

方に多く分布しており、特に地下茎が根より多いのが特

徴的である。 K もP と同様に地下部に多いが、地上部、

地下茎、根の部位間にはあまり差はない。

図 3 は主成分であるC aとM gの分布割合についてみ

たものである。C aは畑地土壌区を除くと60~70洛とか

なり地上部が高い。畑地土壌区のヨシは表1 に示したよ

うに、施肥の影響で根のC a含量が自然の湖沼で生育し

たヨシの根より異常に高いため、根への分布割合が高く

なっており、 その分地上部の分布割合は50%と他の土壌

区のヨシより低くなっている。地下茎への分布は極めて

少ない。Mg■はC a程多くはないが明らかに地上部の方

地上部 地下茎 根

図 2 . ヨシの各部位におけるN, P, Kの分布割合

が高く、やはり地下茎が最も低い。このようにCaやMg

が地上部に多く分布しているのは、 それぞれが葉の細胞

壁や光合成色素の主要な構成成分であるためと思われる。

3 . ヨシの各部位における微量成分の分布

図 4 は微量成分のうち、F eとA1について各部位の分

布割合をみたものである。両成分とも圧倒的に地下部に

多いことがわかる。特に根に多く、小礫 区を除くとFeで

70%以上、A1で60洛以上分布している。小礫区のヨシ

はすでに述べたように、土壌が小礫のために根のFe, A1

含量が他の土壌区よりかなり低 t 、ためにそれだけ根への

分布割合が小さくなっている。

図 5 はZn, Cu, M nの 3 成分についての分布割合をみ

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図 3 . ヨシの各部位におけるC aとM gの分布割合

図 4 . ヨシの各部位におけるFeとA1の分布割合

Zn (%)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

畑地

小 礫

0 10

Cu (% )

20 30 40 50 60 70 80 90 働畑地

・

小楼|

rn ； ： ； lX U ； ： ： ： !； ! ： ： ： ： ： !： ； ： ： ： !： ： ' ： -!.1.1： ：- ■*i 1■ ： ' ： ■ ： ■ ■ ■ i :■ r ' ： ' : ' ! : 1 :■: r i i

ニユエニニ:!;二-ご-:ニゴ t m : r o z r x •二::m r r r r r t r ：

厂

Mn (%)e 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

小 礫地上部 地下茎 根

図 5 . ヨシの各部位におけるZn, Cu， M nの分布割合

たものである。 3成分とも土壌K間にややバラツキがあ

るが、Cu， M nは明らかに地下部の方により高い分布を

示している。特にM nはその傾向は顕著で、その大部分

は根に分布している。Znはバラツキがやや大きいので

分布の傾向が明瞭ではないが、地上部と地下部と半々ぐ

らいに分布しているとみるのが妥当であろう。

4 + ヨシの各部位における無機成分の分布の特徴

図 5 はこれまでに述べてきた各土壌区のヨシの分布割

合を成分毎に平均して示したものである。なお、Caは畑

地区分を、またA1とF eは小礫区分を除外して平均して

ある。 この図をもとにヨシの地上部と地下部における各

成分の分布の特 徴 を まとめると次のようである。

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水 草 研 会 報 Na 38 ( 1 9 8 9)

Nは55%前後と地上部に多いが、 P は逆に地下部に多

く、特に地下茎に40%と高い。 K も地下部に多く、 3 つ

の部位にほぼ均一に分布している。Ca, M gはいずれも

地上部が65彩で高く、地下茎への分布は小さい。微量元

素はZnを除くと地下部に多く、特にF eとA1の大部分は

根に分布している。Znは地上部と地下部におよそ同程度

に分布していると推定される。

以上の結果から、各無機成分はヨシの地上部、地下茎、

根の各部位に特徴的なパターンで分布され、 またその分

布パターンはヨシの生育状況の良否にかかわらずほとん

ど変わらないことが明らかになった。

おわりに

本研究に用いたヨシは最初に述べたように9 月の中旬

から下旬にかけて採取されたものであり、 ヨシにとって

は®大成長期を過き'て枯死過程に入った時期である。 ヨ

シなどの抽水植物は最大成長期の前後から秋にかけて徐

々にNや P などの栄養元素の一部を地下部に移行、貯留

することが知られている (T e a l1980,鈴 木 ほ か 1988)。

従って、こうした無機成分の各部位への分布の割合はヨ

シの成長時期によって異なってくることが当然予想され

るところである。今後はヨシの成長 •枯死過程で種々の

無機成分の各部位への分布がどのように変化していくか

を検討していくことが必要であろう。

引用文献

1. 桜井善雄，苧木新一郎，上野直也，渡 辺義 人 ：ヨシ

植栽地の土壌条件に関する実験的検討.水草研会

報 . ・ ，2 ~ 5 ,1989.

2. 渡辺義人，桜 井善 雄 ：抽水植物の成長 • 枯死過程に

おける植物体中N, P 含量の変動とその現存量

図 6 . ヨシの各部位における無機成分の分布割合

環境科学研究報告書.B-341-RO2-2, 26-37, 1988.

3. 渡辺義人，松沢順一：抽水植物の化学組成.日本陸

水学会52回大会講演要旨，D26, 1987.

4. Teal, J. M :Prim ary Production of Benthic

and Fringing Plant Communities. Barnes,

R. K. ed” “Fundamentals of aquatic eco

system" , 67~83, 1980.

5. 鈴木孝男，武田哲，栗 原 康 ：塩性湿地，"河口 •沿岸

域の生態学とヱコテクノ a ジー”，栗原康編著，東

海大学出版会，142-149, 1988.

〇我が国における保護上重要な植物種及び群落に関する

研究委員会種分科会編 集 r我が国における保護上重要な植物種の現状J (日本自然保護協会 •世界自然保護基金 日本委員会発行、 1989年 11月、320頁、頒価3,500円）

今、我が国ではどのような植物種が絶滅の危機に瀕し

ているのか。標記の委員会が、全国の植物研究家の協力

を得て 3 年がかりでまとめた報告書、いわゆるレッド •

データブックである。我が国に生育する5300種の植物種

(シグ類以上）の約17%に相当する895種が、絶滅種、現

- 10

状を放置すると早晩姿を消すであろう危険種 、 あるいは

現状不明の稀産種としてリストアップされている。あわ

せて野生植物の保護の必要性、その保護のために必要な

方策が提言されている。内容を詳しく紹介する紙面はな

いが、今、最も危機に瀕する植物群のひとつが水草や湿

地の植物であるという事実は書き落とすわけにはゆくま

い。 日本の植物とその保護に関心のある方は、ぜひ手元

においていただきたい一冊である。

(角野康郎）